RU2807403C1 - Состав для получения платинового покрытия на неорганических материалах - Google Patents
Состав для получения платинового покрытия на неорганических материалах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807403C1 RU2807403C1 RU2023122683A RU2023122683A RU2807403C1 RU 2807403 C1 RU2807403 C1 RU 2807403C1 RU 2023122683 A RU2023122683 A RU 2023122683A RU 2023122683 A RU2023122683 A RU 2023122683A RU 2807403 C1 RU2807403 C1 RU 2807403C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platinum
- composition
- coating
- inorganic materials
- platinum coating
- Prior art date
Links
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- FBEIPJNQGITEBL-UHFFFAOYSA-J tetrachloroplatinum Chemical compound Cl[Pt](Cl)(Cl)Cl FBEIPJNQGITEBL-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 10
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims abstract description 8
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000171 lavandula angustifolia l. flower oil Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000006223 plastic coating Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- SSVFCHUBLIJAMI-UHFFFAOYSA-N platinum;hydrochloride Chemical compound Cl.[Pt] SSVFCHUBLIJAMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к составу для получения платинового покрытия на неорганических материалах. Указанный состав содержит следующее соотношение компонентов, мас. %: хлорид платины (IV) - 10,0-25,0, канифоль - 0,5-15,0, дистиллированная вода - 0,1-10,0 и спирт изопропиловый - остальное. Обеспечивается получение термостабильного пластичного высокоэлектропроводного платинового покрытия на неорганических материалах. 1 ил., 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к составам для получения платинового покрытия и может быть применено в технологии изготовления покрытий на неорганических материалах, в частности, при изготовлении сенсоров кислорода.
Из уровня техники известен состав, в котором для получения платинового покрытия на электрических контактах в производстве фотоэлементов, молибденовых выводах ртутно-кварцевых ламп при термическом воздействии, кроме платинохлористоводородной кислоты и спирта содержится восстановительная добавка смеси лавандового масла и скипидара (М.М. Золотарев. Металлизаторщик-вакуумщик. М. Высшая школа, 1984, с. 111). Способ получения состава заключается в следующем. Кислоту растворяют в спирте, затем добавляют масло и скипидар и растирают в ступке в течение 1 часа. Приготовленную пасту выдерживают 5-6 дней. Восстановление платины ведется при нагреве в пламени газовой горелки или в электрическом шкафу при температуре 450-480°С. Недостаток данного состава заключается в том, что покрытие, полученное с использованием описанного состава и по описанному способу, имело при комнатной температуре электропроводность, соответствующую электросопротивлению при постоянном токе 0,25 Ом⋅см, но при проведении термоцикличных испытаний до 1200°С электропроводность от цикла к циклу снижалась из-за появления трещин и шелушения на поверхности покрытия, связанных с недостаточной термостабильной пластичностью получаемого покрытия платины.
Известен состав для получения платинового покрытия на неорганических материалах и металлах путем пиролитического восстановления платины (патент RU 2090649, опубликован 20.09.1997, МПК: С23С 18/42, С04В 41/88, С03С 17/22), принятый за прототип. В указанном составе соотношение компонентов смеси, используемой при проведении процесса пиролитического восстановления платины, следующее, мас. %:
| платинохлористоводородная кислота | 1-10 |
| канифоль | 0,5-5,0 |
| спирт этиловый | остальное |
- более качественное матовое и пластичное покрытие получается при введении в исходный состав дистиллированной воды в количестве 0,1-5,0 мас. %.
Недостатком прототипа являются риски получения «дырявых» покрытий, ограничения по толщине покрытия (толстые покрытия более рыхлые и легко отслаиваются). Это обусловлено тем, что массовая доля содержания платины в платинохлористоводородной кислоте примерно на 14% меньше чем в хлориде платины (IV).
Целью заявляемого изобретения является расширение арсенала составов для получения термостабильного пластичного высокоэлектропроводного платинового покрытия на неорганических материалах.
Техническим результатом изобретения является получение термостабильного пластичного высокоэлектропроводного платинового покрытия на неорганических материалах.
Технический результат достигается тем, что в составе для получения платинового покрытия на неорганических материалах, используют хлорид платины (IV), изопропиловый спирт и органическую восстановительную добавку, в качестве которой использована канифоль, при следующем содержании компонентов, мас. %:
| хлорид платины (IV) | 10,0-25,0 |
| канифоль | 0,5-15,0 |
| дистиллированная вода | 0,1-10,0 |
| спирт изопропиловый | остальное |
Благодаря смешиванию этих компонентов получают тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода.
Заявляемый состав отличается от прототипа тем, что в составе для получения платинового покрытия вместо платинохлористоводородной кислоты использован хлорид платины (IV), а вместо этилового спирта - изопропиловый спирт.
Использование для изготовления платиновых покрытий тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода вместо платинохлористоводородной кислоты, обусловлено тем, что хлорид платины (IV) входящий в состав тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода лучше растворяется в растворителях, таких как вода или изопропиловый спирт, чем платинохлористоводородная кислота. Это позволяет более эффективно проводить реакцию и получать желаемый продукт - платиновое покрытие - в большем количестве.
Тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода (H2PtCl6⋅6H2O) - это координационное соединение платины с хлором и водой. В его структуре присутствуют две гидроксо-группы и шесть хлор-атомов, связанных с центральным атомом платины. Молекула этого соединения образует кристаллическую решетку и содержит также шесть молекул воды, которые слабо связаны с анионом H2PtCl6.
Платинохлористоводородная кислота (H2PtCl6) - это кислотное соединение, в которой хлористые и водородные ионы связаны с центральным атомом платины. Соединение имеет формулу H2PtCl6 и является сильной кислотой. И хотя оба соединения содержат платину и хлор, их структуры различаются.
Тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода является комплексом, где платиновый атом окружен атомами кислорода и хлора, а также молекулами воды. В то же время, платино-хлористо-водородная кислота представляет собой кислоту с катионом платины, к которому присоединены хлоридные и водородные ионы. В результате, эти два соединения не могут считаться идентичными, так как они имеют разные структуры, свойства и способы получения.
Тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода легче и удобнее использовать при проведении процесса нанесения платинового покрытия. Он может быть легко дозирован и смешан с другими реагентами, что облегчает его применение в производственных условиях.
Использование изопропилового спирта вместо этилового при получении тетрахлородигидроксоплатината (IV) водорода обеспечивает более эффективную и безопасную реакцию, а также высокое качество и чистоту платинового покрытия.
Эффективность обусловлена тем, что изопропиловый спирт обладает более высокой реакционной способностью по сравнению с этиловым спиртом. Вследствие этого, изопропиловый спирт более активен и может участвовать в химических реакциях более эффективно.
Чистота платинового покрытия обусловлена тем, что изопропиловый спирт имеет меньшую тенденцию образовывать побочные продукты или примеси, что обеспечивает высокую чистоту и качество тетрахлородигидроксоплатината (IV) водорода, получаемого в результате реакции хлорида платины (IV) с изопропиловый спиртом.
Использование в заявляемом составе канифоли позволяет получить термостабильное пластичное высокоэлектропроводное покрытие, которое может наноситься на изделия различной конфигурации, в трубах, в глухих отверстиях и полостях, относительно невысокой стоимостью по сравнению, например, с лавандовым маслом, позволяет резко упростить и удешевить технологический процесс получения платинового покрытия, позволяет получить платиновое покрытие с полным отсутствием губчатой платины.
В зависимости от шероховатости поверхности качество покрытия может быть от зеркального до матового.
Использование в заявляемом составе дистиллированной воды позволяет получить более качественное матовое покрытие с большей пластичностью и термостабильностью, позволяет снизить требования к наличию воды в компонентах состава, которая неизбежно присутствует при применении в производственном процессе тетрахлородигидроксоплатината (IV) водорода.
Состав готовят следующим образом. При комнатной температуре в стеклянной посуде растворяют канифоль в изопропиловом спирте или водно-спиртовом растворе, добавляют хлорид платины (IV), получившийся состав выпаривают до получения осадка, далее отфильтровывают полученный состав для удаления осадка. Раствор, представляющий собой тетрахлородигидроксоплатинат (IV) водорода, сразу пригоден к применению.
Раствор наносят на обезжиренную поверхность изделия, выполненного из неорганического материала. Процесс пиролитического восстановления платинового покрытия проводят в печи с температурой 650°С в течение 5 мин. В зависимости от шероховатости поверхности изделия и исходного состава платиновое покрытие получается зеркальным или матового серого цвета. За один прием нанесения покрытия получается слой платины толщиной, зависящей от содержания тетрахлородигидроксоплатината (IV) водорода в исходном составе. Более толстые слои получаются при многократном повторении процесса нанесения.
Изобретение подтверждается следующими примерами осуществления.
Пример 1. Испытания зависимости платинового покрытия в зависимости от мас. % компонентного состава и количества наносимых слоев.
Для оценки электропроводности покрытий были проведены испытания полученных покрытий. Опыты проводились при использовании в качестве подложки пластины из керамики диоксида циркония, на которую послойно наносились полоски покрытия размером 10 х 30 мм. Электросопротивление измерялось на постоянном токе цифровым омметром, оборудованным щупами в виде пластинок шириной 5 мм. Результаты измерений, представленные в таблице 1, представляют интерес только в смысле сравнения электросопротивления в зависимости от соотношения исходных компонентов состава. Представленные результаты позволяют оценить качество получаемого покрытия и установить, что при послойном нанесении электропроводность покрытия из-за увеличения его толщины растет.Дополнительно установлено, что для получения высокоэлектропроводного покрытия, необходимо нанести от 5 до 8 слоев в зависимости от применяемого состава, приведенного в таблице 1 (№1, №2, №3).
В таблице 1 приведены сравнительные характеристики получаемых покрытий, из которых видно, что количество слоев влияет на качество выходного сигнала и в зависимости от задачи использования можно выбрать нужное количество слоев.
Пример 2. Исследование электрических свойств получаемого платинового покрытия в условиях эксплуатации в составе кислородного датчика.
Применение предлагаемого состава для получения платинового покрытия для кислородного датчика позволило провести его испытание в условиях эксплуатации и получить результаты, сравнимые по качеству с датчиками фирмы "SST". Результат сравнения представлен на фиг. 1. В результате эксплуатации установлено, что применение покрытия, полученного с использованием данного состава, имеет высокую проводимость во всем температурном интервале от 20 до 1200°С. О надежности используемого покрытия говорит тот факт, что эксплуатация полученного платинового покрытия в течение полугода при каждодневном нагреве не привела к изменению электрических свойств.
Изобретение поясняется фигурой 1 на которой представлен график сравнения показаний кислородных сенсоров, произведенных с использованием платинового покрытия на основе заявляемого состава и кислородных сенсоров фирмы SST.
Покрытие может использоваться в качестве электропроводного, защитного с высокой химической устойчивостью в жидких и газообразных агрессивных средах, для обеспечения электрического контакта в качестве электродов сравнения в окислительно-восстановительных системах, для платинирования электродных систем на основе твердых кислородсодержащих электролитов из двуокиси циркония, стабилизированной окисью иттрия, предотвращая значительные изменения микроструктуры и проводимости твердого электролита в процессе платинирования.
Claims (2)
- Состав для получения платинового покрытия на неорганических материалах, содержащий хлорид платины (IV), канифоль, дистиллированную воду, спирт изопропиловый при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
хлорид платины (IV) 10,0-25,0 канифоль 0,5-15,0 дистиллированная вода 0,1-10,0 спирт изопропиловый остальное
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807403C1 true RU2807403C1 (ru) | 2023-11-14 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476688A (en) * | 1988-08-29 | 1995-12-19 | Ostolski; Marian J. | Process for the preparation of noble metal coated non-noble metal substrates, coated materials produced in accordance therewith and compositions utilizing the coated materials |
| RU2090649C1 (ru) * | 1995-10-23 | 1997-09-20 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Состав для получения платинового покрытия |
| RU2112077C1 (ru) * | 1996-04-11 | 1998-05-27 | Струкова Галина Кузьминична | Способ нанесения покрытия из благородных металлов, а также никеля, меди, ртути, индия, висмута и сурьмы на металлические детали |
| RU2003136076A (ru) * | 2001-05-18 | 2005-05-10 | Умикоре Аг Энд Со.Кг (De) | Поверхностное покрытие из платиновой черни |
| RU2382832C1 (ru) * | 2008-05-30 | 2010-02-27 | Вениамин Владимирович Гребнев | Способ нанесения металлических покрытий из платины или иридия на изделия из алюмооксидной керамики |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5476688A (en) * | 1988-08-29 | 1995-12-19 | Ostolski; Marian J. | Process for the preparation of noble metal coated non-noble metal substrates, coated materials produced in accordance therewith and compositions utilizing the coated materials |
| RU2090649C1 (ru) * | 1995-10-23 | 1997-09-20 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Состав для получения платинового покрытия |
| RU2112077C1 (ru) * | 1996-04-11 | 1998-05-27 | Струкова Галина Кузьминична | Способ нанесения покрытия из благородных металлов, а также никеля, меди, ртути, индия, висмута и сурьмы на металлические детали |
| RU2003136076A (ru) * | 2001-05-18 | 2005-05-10 | Умикоре Аг Энд Со.Кг (De) | Поверхностное покрытие из платиновой черни |
| RU2382832C1 (ru) * | 2008-05-30 | 2010-02-27 | Вениамин Владимирович Гребнев | Способ нанесения металлических покрытий из платины или иридия на изделия из алюмооксидной керамики |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ehsan et al. | Fabrication of photoactive CaTiO 3–TiO 2 composite thin film electrodes via facile single step aerosol assisted chemical vapor deposition route | |
| Hamdani et al. | Physicochemical and electrocatalytic properties of Li-Co3O4 anodes prepared by chemical spray pyrolysis for application in alkaline water electrolysis | |
| EP0131827B1 (de) | Tauchverfahren zur Herstellung transparenter, elektrisch leitfähiger, dotierter Indiumoxidschichten | |
| CN106104711A (zh) | 厚膜电阻体及其制造方法 | |
| CN106104712B (zh) | 电阻组合物 | |
| Schlupp et al. | Precursor Decomposition, Microstructure, and Porosity of Yttria Stabilized Zirconia Thin Films Prepared by Aerosol‐Assisted Chemical Vapor Deposition | |
| Lenka et al. | Evaluation of La0. 75Sr0. 25Cr0. 5Mn0. 5O3 protective coating on ferritic stainless steel interconnect for SOFC application | |
| TWI548640B (zh) | A zinc oxide film forming composition, and a method for producing a zinc oxide film | |
| Schildhammer et al. | Synthetic access to cubic rare earth molybdenum oxides RE6MoO12− δ (RE= Tm–Lu) representing a new class of ion conductors | |
| RU2807403C1 (ru) | Состав для получения платинового покрытия на неорганических материалах | |
| Lazouskaya et al. | Nafion as a protective membrane for screen-printed pH-sensitive ruthenium oxide electrodes | |
| Rolison et al. | Properties of RuO x Working Electrodes in Nonaqueous Solvents | |
| GB2154248A (en) | Improvements in the manufacture of electrodes | |
| CN105734534A (zh) | 一种SOFCs金属连接体用涂层合金的制备方法 | |
| JP2006032227A (ja) | 色素増感太陽電池 | |
| Huang et al. | Insight into factors influencing thermal oxidation of iridium oxide electrode: Thermostatic post-treatment temperature | |
| Kravchenko et al. | The influence of the ion-exchange groups nature and the degree of chemical activation by silver on the process of copper electrodeposition into the ion exchanger | |
| JP5371454B2 (ja) | 無電解めっき前処理剤及びセラミック基材への電極形成方法 | |
| JP3491021B2 (ja) | 金属アセチリド化合物を含有した金属組成物、これを用いて金属膜を形成した素材及びその金属膜形成方法 | |
| RU2090649C1 (ru) | Состав для получения платинового покрытия | |
| Kimura et al. | Ir–YSZ nano-composite electrodes for oxygen sensors | |
| KR20090067960A (ko) | 용융탄산염연료전지용 분리판의 내 부식 코팅 방법 | |
| JP4532385B2 (ja) | 無電解めっき方法 | |
| JP3543482B2 (ja) | 電極形成法 | |
| Savaniu et al. | Sol–gel preparation and characterisation of dense proton conducting Sr3CaZr0. 5Ta1. 5O8. 75 thin films |